CN114919208A

CN114919208A - 模压装置及模压方法

Info

Publication number: CN114919208A
Application number: CN202210332211.XA
Authority: CN
Inventors: 王卓
Original assignee: Goertek Inc
Current assignee: Goertek Inc
Priority date: 2022-03-31
Filing date: 2022-03-31
Publication date: 2022-08-19

Abstract

本发明提供一种模压装置及模压方法，其中的模压装置包括：前模仁和后模仁；其中，在前模仁内限位有异形的弹性模芯，在后模仁内设置有与弹性模芯的形状相适配的型腔；待处理片材放置在后模仁上，并通过弹性模芯与型腔的配合，完成对待处理片材的模压。利用上述发明能够实现异形的产品模压，且产品的受力均匀，成型质量高。

Description

模压装置及模压方法

技术领域

本发明涉及模压技术领域，更为具体地，涉及一种模压装置及模压方法。

背景技术

在现有的碳纤维模压工艺中，模具的材质大多为钢模，针对平板类产品形态而言，采用钢模能够有效传递型腔压力，产品外观性能也较好；但是，当产品形态为“U”型等非平板结构时，采用钢模会导致U形侧壁无法有效的传递压力，且正面及侧壁的压力也会不一致，造成产品孔隙率较高，机械性能较差，外观存在差异等不良现象。

因此，亟需一种能够实现非平板类产品的高质量注塑的模压技术。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种模压装置及模压方法，以解决现有的模压工艺存在的不适用于非平板结构的产品，导致产品受力不均，成型质量差等问题。

本发明提供的模压装置，包括：前模仁和后模仁；其中，在前模仁内限位有异形的弹性模芯，在后模仁内设置有与弹性模芯的形状相适配的型腔；待处理片材放置在后模仁上，并通过弹性模芯与型腔的配合，完成对待处理片材的模压。

此外，可选的技术方案是，在前模仁远离后模仁的一侧设置有固定底板；其中，前模仁通过紧固螺栓固定在固定底板上。

此外，可选的技术方案是，在前模仁内设置有台阶状的限位卡槽；在弹性模芯上设置有与限位卡槽相适配的限位台，限位台卡设在限位卡槽内。

此外，可选的技术方案是在合模状态下，限位卡槽、固定底板与型腔配合形成限位弹性模芯的限位空间。

此外，可选的技术方案是型腔的形状为U型、梯形或者弧形。

此外，可选的技术方案是，弹性模芯为硅胶件，后模仁为刚性件。

此外，可选的技术方案是，弹性模芯的邵氏硬度范围为50A～70A。

此外，可选的技术方案是，待处理片材为热固性碳纤维或热塑性碳纤维。

此外，可选的技术方案是，在开模状态下，弹性模芯的体积大于型腔的体积。

另一方面，本发明还提供一种模压方法，采用上述模压装置进行模压作业，方法包括：基于模切或CNC将待处理片材裁切至预设形状尺寸；将预设形状尺寸的待处理片材放置在模压装置的后模仁上；控制模压装置的前模仁向下运动，并通过前模仁内的弹性模芯和后模仁的合模挤压待处理片材；控制模压装置进行开模，并取出变形后的片材。

此外，可选的技术方案是，在模压装置的合模过程中，还包括对变形后的片材进行固化控制的阶段；其中，固化控制的条件为：温度为130～160℃，模压时间为3～5分钟，压力为5～7Mpa。

此外，可选的技术方案是，还包括：在基于模切或CNC将热塑性碳纤维板材待处理片材裁切至预设形状尺寸之后，将待处理片材加热软化至玻璃转化温度点；以及，在控制模压装置进行开模之前，将变形后的片材冷却至预设温度。

利用上述模压装置及模压方法，通过在前模仁内设置异形的弹性模芯，在后模仁内设置有与弹性模芯的形状相适配的型腔，待处理片材放置在后模仁上后，能够通过弹性模芯与型腔的配合，完成对待处理片材的模压，片材的受力范围均匀、孔隙率低，且模压工艺简单，可适用于多种材料的片材加工工艺中，实现非板状产品的高质量模压作业。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的模压装置的开模状态示意图；

图2为根据本发明实施例的模压装置的合模状态示意图；

图3为根据本发明实施例的待处理片材的受力分布图；

图4为根据本发明实施例的及模压方法的流程图。

其中的附图标记包括：固定底板1、紧固螺栓2、前模仁3、限位卡槽31、弹性模芯4、限位台41、后模仁5、型腔51、待处理片材6。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

为详细描述本发明的模压装置，以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

图1和图2分别示出了根据本发明实施例的模压装置在开模状态、合模状态下的示意结构；图3示出了待处理片材的受力分布图。

如图1至图3共同所示，本发明实施例的模压装置，包括相适配的前模仁3和后模仁5；其中，在前模仁3内限位有异形的弹性模芯4，在后模仁5内设置有与弹性模芯4的形状相适配的型腔51；待处理片材6放置在后模仁5上，并通过弹性模芯4与型腔51的配合，完成对待处理片材6的模压，在具体应用过程中可根据待处理片材6的形状要求，灵活的设置型腔51和弹性模芯4的形状，由于弹性模芯4具有一定的变形量，能够对片材的各个位置均匀的施加压力，确保成型后的产品质量。

为了便于对弹性模芯4的定位以及更换，可以在前模仁3远离后模仁5的一侧设置固定底板1；其中，前模仁3可通过多个紧固螺栓2固定在固定底板1上，而柔性模仁限位在固定底板1与前模仁3之间，通过紧固螺栓2可以灵活地对柔性模仁进行安装及更换，提高模压装置的适用范围。

在本发明的一个具体实施方式中，在前模仁3内可设置台阶状的限位卡槽31；在弹性模芯4上设置有与限位卡槽31相适配的限位台41，通过将限位台41卡设在限位卡槽31内，实现对柔性模仁的定位作业。

在开模状态下，即前模仁3和后模仁5打开状态下，弹性模芯4限位在前模仁3内，在合模状态下，即前模仁3和后模仁5对待处理片材6进行压合状态下，限位卡槽31、固定底板1与型腔51配合形成限位弹性模芯4的限位空间，此时的片材通过弹性模芯4和型腔51的配合的形成预设形状。

需要说明的是，型腔51的形状以及弹性模芯4的形状，可根据片材的加工形成要求进行灵活设置，例如，可设置为U型、梯形或者弧形等多种非板状形状。

在本发明的一个具体实施方式中，弹性模芯4可采用硅胶件，在外力作用下可以产生较大变形，具有较好的耐高温、耐老化的性能，而后模仁5则采用钢材，完成对片材的定型。

在合模过程中，硅胶材质的弹性模芯4会发生较大的挤压变形，型腔51的内侧壁会均匀的压力，为了保证足够的型腔压力，弹性模芯4的邵氏硬度范围可设置为50A～70A。

可知，本发明上述待处理片材6可为热固性碳纤维或热塑性碳纤维等类似材料的片材，具体的模压条件可设置为：温度为130～160℃，具体的温度可以为130℃、135℃、140℃、145℃、150℃。模压时间为3～5分钟，具体的模压时间可以为3分钟、3.5分钟、4分钟、4.5分钟、5分钟，压力为5～7Mpa，具体的压力可以为5Mpa、5.5Mpa、6Mpa、6.5Mpa、7Mpa，该条件下的形成的产品，在尺寸、外观光泽度以及孔隙率等方面均具有显著改善。

此外，为了确保弹性模芯4能够均匀的对片材施加压力，在开模状态下，弹性模芯4的体积可设置为稍大于型腔的体积，即保证在开模状态下，弹性模芯4的体积大于型腔的体积；但是在合模状态时，弹性模芯4可以伸入到型腔中，确保其能够对片材提供足够的变形压力。

与上述模压装置相对应地，本发明还提供一种模压方法，具体地，图4示出了根据本发明实施例的及模压方法的示意流程。

如图4所示，本发明实施例采用上述模压装置进行模压作业的模压方法，主要包括以下步骤：

S110：基于模切或CNC将待处理片材裁切至预设形状尺寸。

其中，在进行模压处理之前，首先需要对待处理片材进行初步的加工，例如通过模切、CNC或者其他方式，将其加工成规定的形状尺寸，具体可根据产品的结构要求进行灵活设置。

S120：将预设形状尺寸的待处理片材放置在模压装置的后模仁上。

S130：控制模压装置的前模仁向下运动，并通过前模仁内的弹性模芯和后模仁的合模挤压待处理片材。

其中，在合模过程中，弹性模芯会通过合模力发生挤压变形，由于其产生体积形变，会在型腔表面产生均匀压力，实现对片材的均匀挤压变形。

S140：控制模压装置进行开模，并取出变形后的片材。

需要说明的是，以热固定碳纤维为例，在模压装置的合模过程中，还包括对变形后的片材进行固化控制的阶段；其中，固化控制的条件可装置为：温度为130～160℃，模压时间为3～5分钟，压力为5～7Mpa。

另外，如果待处理片材为热塑性碳纤维，由于材料固有属性无需进行固化处理，在模压过程中，在基于模切或CNC将待处理片材裁切至预设形状尺寸之后，可先将待处理片材加热软化至玻璃转化温度点，以PC基为例，所需温度为280℃～300℃，然后通过机械手将加热后的片材放置在模压装置上，并进行合模处理，同样通过弹性模芯产生体积形变，在型腔表面产生均匀压力，实现对片材的均匀挤压变形；最后，在控制模压装置进行开模之前，将变形后的片材冷却至预设温度，例如120℃左右，待片材定型完成后，即可开模并取出产品。

需要说明的是，上述模压方法的实施例具体可参考模压装置实施例中的描述，此处不再一一赘述。

通过上述实施方式可知，将模芯设置为硅胶件，能够在其发生挤压变形时，对各个型腔面产生均匀的压力，成型后的产品有均一高质量的外观效果、稳定的尺寸、均匀的机械性能，以及较低的孔隙率，装置结构简单，拆卸方便，其模压工艺简单便捷，可适用于多种类型的碳纤维材料，以及多种形状的产品成型过程中。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的模压装置及模压方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的模压装置及模压方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims

1.一种模压装置，其特征在于，包括：前模仁和后模仁；其中，

在所述前模仁内限位有异形的弹性模芯，在所述后模仁内设置有与所述弹性模芯的形状相适配的型腔；

待处理片材放置在所述后模仁上，并通过所述弹性模芯与所述型腔的配合，完成对所述待处理片材的模压。

2.如权利要求1所述的模压装置，其特征在于，在所述前模仁远离所述后模仁的一侧设置有固定底板；其中，

所述前模仁通过紧固螺栓固定在所述固定底板上。

3.如权利要求2所述的模压装置，其特征在于，

在所述前模仁内设置有台阶状的限位卡槽；

在所述弹性模芯上设置有与所述限位卡槽相适配的限位台，所述限位台卡设在所述限位卡槽内。

4.如权利要求3所述的模压装置，其特征在于，

在合模状态下，所述限位卡槽、所述固定底板与所述型腔配合形成限位所述弹性模芯的限位空间。

5.如权利要求1所述的模压装置，其特征在于，

所述型腔的形状为U型、梯形或者弧形。

6.如权利要求1所述的模压装置，其特征在于，

所述弹性模芯为硅胶件，所述后模仁为刚性件。

7.如权利要求6所述的模压装置，其特征在于，

所述弹性模芯的邵氏硬度范围为50A～70A。

8.如权利要求1所述的模压装置，其特征在于，

所述待处理片材为热固性碳纤维或热塑性碳纤维。

9.如权利要求1所述的模压装置，其特征在于，

在开模状态下，所述弹性模芯的体积大于所述型腔的体积。

10.一种模压方法，其特征在于，采用如权利要求1至9任一项所述的模压装置进行模压作业，所述方法包括：基于模切或CNC将待处理片材裁切至预设形状尺寸；

将所述预设形状尺寸的待处理片材放置在所述模压装置的后模仁上；

控制所述模压装置的前模仁向下运动，并通过所述前模仁内的弹性模芯和所述后模仁的合模挤压所述待处理片材；

控制所述模压装置进行开模，并取出变形后的片材。

11.如权利要求10所述的模压方法，其特征在于，在所述模压装置的合模过程中，还包括对变形后的片材进行固化控制的阶段；其中，

所述固化控制的条件为：温度为130～160℃，模压时间为3～5分钟，压力为5～7Mpa。

12.如权利要求10所述的模压方法，其特征在于，还包括：

在基于模切或CNC将热塑性碳纤维板材待处理片材裁切至预设形状尺寸之后，将所述待处理片材加热软化至玻璃转化温度点；以及，

在控制所述模压装置进行开模之前，将变形后的片材冷却至预设温度。